基于wifi遠(yuǎn)距離模塊定位高校實(shí)驗(yàn)樓的智能照明優(yōu)化設(shè)計(jì)，目前，大多數(shù)高校實(shí)驗(yàn)建筑照明系統(tǒng)的控制基本上是手動(dòng)操作的。當(dāng)自然光不足時(shí)，實(shí)驗(yàn)者需要手動(dòng)打開照明設(shè)備；當(dāng)光線好時(shí)，也會(huì)有燈光；人們離開后，燈光經(jīng)常發(fā)生。這些都造成了高校電力資源的浪費(fèi)。在倡導(dǎo)低碳經(jīng)濟(jì)的背景下，如何節(jié)約照明用電越來越受到相關(guān)學(xué)者的關(guān)注。近年來，由于智能、系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、連接方便、網(wǎng)絡(luò)靈活、功耗小、成本低等特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)通信、傳感器、微控制器等技術(shù)發(fā)展迅速，技術(shù)上支持了建筑照明控制系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。研究人員提出了大量的智能照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案。

利用wifi遠(yuǎn)距離模塊Zigbee技術(shù)設(shè)計(jì)了應(yīng)用于不同建筑的智能照明控制系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)建筑照明節(jié)能，采用照明WIFI技術(shù)設(shè)計(jì)了室內(nèi)智能照明控制系統(tǒng)。采用紅外照明系統(tǒng)設(shè)計(jì)。利用有線網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)設(shè)計(jì)高校智能控制照明系統(tǒng)。利用傳感器技術(shù)設(shè)計(jì)適合不同應(yīng)用領(lǐng)域的照明智能系統(tǒng)。利用微控制器技術(shù)提出了照明智能系統(tǒng)的方案。上述研究增加了整個(gè)建筑照明系統(tǒng)的自動(dòng)控制功能，但沒有細(xì)化為較小的照明區(qū)域，并研究了相關(guān)的控制功能。目前，移動(dòng)智能終端技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)取得了許多令人滿意的成果。在此基礎(chǔ)上，基于移動(dòng)對象的定位服務(wù)已廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域。隨著WIFI技術(shù)的成熟和普及，學(xué)者們已經(jīng)開始研究WIFI定位及其應(yīng)用領(lǐng)域。

在建筑照明控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，利用wifi遠(yuǎn)距離模塊WIFI定位技術(shù)對室內(nèi)照明分區(qū)控制設(shè)計(jì)的分析研究基本上是空白的。本文以WIFI定位技術(shù)和改進(jìn)RSSI測距技術(shù)為基礎(chǔ)，提出了改進(jìn)的室內(nèi)分區(qū)質(zhì)量控制算法。具有室內(nèi)人員位置實(shí)時(shí)計(jì)算定位、室內(nèi)照明區(qū)域設(shè)備動(dòng)態(tài)控制、遠(yuǎn)程照明控制等功能，實(shí)現(xiàn)了高校實(shí)驗(yàn)建筑照明系統(tǒng)的智能控制和照明節(jié)能的剛性要求。

本文實(shí)驗(yàn)建筑智能照明系統(tǒng)是一套基于WIFI定位技術(shù)的智能控制系統(tǒng)，由感知層、通信層和管理層組成。感知層是整個(gè)智能照明系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)wifi遠(yuǎn)距離模塊WIFI站點(diǎn)定位數(shù)據(jù)采集和系統(tǒng)照明控制命令的執(zhí)行終端。它由待定位的WIFI站點(diǎn)和照明區(qū)域終端組成。待定位的WIFI站點(diǎn)是具有室內(nèi)人員WIFI功能的手機(jī)；照明區(qū)域終端可以收集WIFI站點(diǎn)發(fā)出的RSSI信號強(qiáng)度并上傳到通信層，同時(shí)執(zhí)行照明管理服務(wù)器發(fā)出的照明控制命令，打開和關(guān)閉室內(nèi)指定區(qū)域的照明設(shè)備。通信層是管理層和感知層的數(shù)據(jù)通道，為整個(gè)智能照明控制系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)和下行接收數(shù)據(jù)提供保障。

它主要由無線網(wǎng)、有線網(wǎng)、交換路由設(shè)備和AP控制器組成。AP控制器負(fù)責(zé)控制實(shí)驗(yàn)建筑中的所有AP站點(diǎn)。管理層是實(shí)驗(yàn)建筑照明控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理中心和管理控制中心，由照明管理服務(wù)器和管理終端組成，實(shí)現(xiàn)wifi遠(yuǎn)距離模塊WIFI站點(diǎn)的實(shí)時(shí)定位、跟蹤、監(jiān)控和管理，負(fù)責(zé)按照預(yù)設(shè)的定位技術(shù)和算法定位各區(qū)域的上行距離數(shù)據(jù)，發(fā)布照明控制命令，遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)控制感知層的照明區(qū)域終端。同時(shí)，管理員可以實(shí)時(shí)監(jiān)控整個(gè)智能照明控制系統(tǒng)的工作狀態(tài)，及時(shí)優(yōu)先干預(yù)和控制突發(fā)照明事件。

高校實(shí)驗(yàn)建筑智能照明控制系統(tǒng)中AP站點(diǎn)的布局由實(shí)驗(yàn)室內(nèi)照明區(qū)確定。實(shí)驗(yàn)室的一般面積約為60m2。實(shí)驗(yàn)室分為6個(gè)照明區(qū)域，大空間實(shí)驗(yàn)室可分為更多的照明區(qū)域。每個(gè)照明區(qū)域設(shè)置一個(gè)分區(qū)AP站點(diǎn)和一定數(shù)量的照明設(shè)備。分區(qū)AP站點(diǎn)需要沿著實(shí)驗(yàn)室的角落和邊緣布置，分布均勻，并在實(shí)驗(yàn)室的水平中線上增加兩個(gè)獨(dú)立的AP站點(diǎn)。根據(jù)幾何優(yōu)化定位算法的要求，每三個(gè)AP站點(diǎn)都可以定位移動(dòng)設(shè)備。因此，在室內(nèi)AP站點(diǎn)布局中，盡量確保任何三個(gè)AP站點(diǎn)。

它之間形成了一個(gè)三角形。這樣，具有wifi遠(yuǎn)距離模塊WIFI功能的人在實(shí)驗(yàn)室活動(dòng)時(shí)，其活動(dòng)范圍總是落在三個(gè)AP站內(nèi)，便于準(zhǔn)確定位。實(shí)驗(yàn)室外走道頂部安裝了專用AP站，與室內(nèi)分區(qū)AP站形成無線局域網(wǎng)，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信。

本文設(shè)計(jì)的智能照明控制系統(tǒng)在系統(tǒng)初始化成功后，等待WIFI模塊啟動(dòng)，WIFI模塊啟動(dòng)后，整個(gè)照明系統(tǒng)開始工作。當(dāng)用戶的手機(jī)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室時(shí)，光敏傳感器檢測該區(qū)域的光強(qiáng)，并將結(jié)果發(fā)送給單片機(jī)。如果光強(qiáng)大于單片機(jī)的設(shè)定閾值（300lx），則單片機(jī)不會(huì)啟動(dòng)照明驅(qū)動(dòng)模塊；相反，實(shí)驗(yàn)室所有照明區(qū)域終端中的WIFI模塊檢測室內(nèi)用戶手機(jī)發(fā)射的RSSI值，并將其發(fā)送的單片機(jī)處理成距離數(shù)據(jù)。所有單片機(jī)通過通信網(wǎng)絡(luò)將這些距離數(shù)據(jù)上傳到照明系統(tǒng)中的照明管理服務(wù)器。服務(wù)器使用改進(jìn)的三邊質(zhì)心定位算法定位用戶的手機(jī)位置，定位結(jié)果處理成照明控制指令，并通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到指定的照明區(qū)域終端，區(qū)域終端啟動(dòng)照明驅(qū)動(dòng)模塊，照明驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)實(shí)時(shí)照明強(qiáng)度值調(diào)整照明設(shè)備功率值，滿足指定區(qū)域的照明要求。智能照明系統(tǒng)中的管理終端具有優(yōu)先管理和控制權(quán)，可以遠(yuǎn)程手動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)建筑中室內(nèi)區(qū)域LED照明設(shè)備的工作狀態(tài)。

為了驗(yàn)證本文基于WIFI定位設(shè)計(jì)的高校實(shí)驗(yàn)樓智能照明系統(tǒng)的功能，智能照明控制系統(tǒng)應(yīng)用于高校實(shí)驗(yàn)樓內(nèi)部，并進(jìn)行了系統(tǒng)定位精度和節(jié)能測試。

定位精度試驗(yàn)：將實(shí)驗(yàn)樓中的一個(gè)實(shí)驗(yàn)室分為六個(gè)照明分區(qū)，根據(jù)上述應(yīng)用布局要求，在指定位置設(shè)置8個(gè)WIFI模塊，并在室內(nèi)指定位置使用10個(gè)用戶智能手機(jī)。并啟動(dòng)。平面上測試用戶智能手機(jī)的定位精度。小誤差為0.05m，大誤差為0.34m，平均誤差為0.13m。系統(tǒng)節(jié)能試驗(yàn)：將另一個(gè)數(shù)量和功率相同的照明設(shè)備與上述智能照明實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行為期一個(gè)月的試驗(yàn)運(yùn)行比較。自動(dòng)控制開燈率（開燈率=亮燈數(shù)/總燈數(shù)）。從表中的數(shù)據(jù)比較分析可以看出，智能照明系統(tǒng)的基本W(wǎng)IFI定位設(shè)計(jì)白天開燈率比普通照明系統(tǒng)低42%，晚上開燈率低25.82%。

鑒于高校實(shí)驗(yàn)建筑照明系統(tǒng)的控制現(xiàn)狀，本文采用wifi遠(yuǎn)距離模塊WIFI定位技術(shù)設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)建筑智能照明控制系統(tǒng)。照明系統(tǒng)采用改進(jìn)的RSSI距離測量方法，提高了RSSI的準(zhǔn)確性，采用改進(jìn)的三邊紋理定位算法，提高了WIFI定位的準(zhǔn)確性，減少了環(huán)境和計(jì)算誤差的影響。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證，本文設(shè)計(jì)的智能照明控制系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)人員定位、自動(dòng)控制照明設(shè)備、手動(dòng)遠(yuǎn)程控制照明設(shè)備等功能，實(shí)現(xiàn)了高校實(shí)驗(yàn)建筑照明系統(tǒng)的智能控制和照明節(jié)能要求，為其他建筑室內(nèi)照明系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì)提供了新的思路。